CN104864138B - 一种天然气气瓶的安全连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气气瓶的安全连接器，包括壳体，壳体内设置有内腔，所述内腔内滑动安装有芯体，该芯体靠近进入口的端部与壳体之间安装有弹性件，芯体的外部设置外密封面，壳体的内腔内壁设置有内密封面，芯体的外密封面依靠弹性件的弹力与壳体的内密封面配合，该芯体靠近导出口的端面上设置有挤触部，该挤触部被零件挤触使内、外密封面分离将进入口和导出口导通，壳体上或者芯体上安装有防止安全连接器内腔压力过大而爆炸的第一泄压结构。该安全连接器不但可在拆卸更换安全阀或压力表或压力传感器时自动关闭有效防止钢瓶内天然气泄露，节约大量天然气，而且在气瓶内压力超过安全值时泄压，极大的提高了安全性能。

Description

一种天然气气瓶的安全连接器

技术领域

本发明涉及一种安全连接器，特别是指一种天然气气瓶上用的安全连接器。

背景技术

对于利用天然气作为燃料的汽车都需要使用气瓶储存天然气，而这些气瓶通常连通一个供气管道、一个安全阀、另外或者配一个压力传感器和压力表，供气管道上一般是安装有截止阀，用来开闭供气管道，而安全阀、压力表、压力传感器则直接和气瓶内部连通，且不宜安装阀门，因为压缩天然气在气瓶内部压力会时刻变化，一旦气瓶内压力达到设定安全压力，安全阀就会自动打开卸压，，因此，若是安装了阀门，那么这个阀门也是必须常开，但是这个阀门的开闭又不能直观体现，因此，该阀门可能忘开，这样导致安全阀根本未起到作用，同样的，压力表、压力传感器也不易安装阀门。那么一旦安全阀、压力表、压力传感器需要定期拆卸校准或维修更换，那么再拆卸安全阀、压力表和压力传感器时，瓶内的天然气就会全部放掉，造成大量资源的浪费。而目前也有一种用来安装在气瓶和安全阀之间的连接器，该连接器可以在取下安全阀时将气瓶密闭，而安装安全阀时将其与气瓶内部连通，然这种连接器还存在一个非常大的弊端，在取下安全阀时，若是因其他事情而忘记安装安全阀，那么整个气瓶都是密闭的，而当气瓶因某些原因温度升高，气瓶内部的天然气压力骤增，造成气瓶内部气压超过安全值而无法及时泄压的情况，存在了安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种天然气气瓶上用的安全连接器，该安全连接器不但可在在拆卸更换安全阀或压力表或压力传感器时自动关闭有效防止钢瓶内天然气泄露，节约了大量天然气，而且在气瓶内压力超过安全值时泄压，极大的提高了安全性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种天然气气瓶的安全连接器，包括壳体，该壳体的一端设置有入口螺纹段，入口螺纹段上设置有进入口；壳体的另一端设置有出口固定段，出口固定段上设置有导出口，所述壳体内设置连通进入口和导出口的内腔，所述内腔内滑动安装有芯体，该芯体靠近进入口的端部与壳体之间安装有弹性件，所述芯体的外部设置外密封面，壳体的内腔内壁设置有与外密封面配合的内密封面，所述芯体的外密封面依靠弹性件的弹力与壳体的内密封面配合，该芯体靠近导出口的端面上设置有挤触部，该挤触部被安装于出口固定段上的零件挤触使内、外密封面分离将进入口和导出口导通，所述壳体上或者芯体上安装有防止安全连接器内腔压力过大而爆炸的第一泄压结构。

作为一种优选的方案，所述第一泄压结构包括一个爆破片，所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，所述爆破片固定于该连通孔内将连通孔和导出口分隔。

作为一种优选的方案，所述连通孔包括相互连通的大孔径的螺纹孔段以及小孔经的连接孔段，所述螺纹孔段与连接孔段之间形成定位台阶，所述螺纹孔段内安装有第一垫片和第二垫片，所述爆破片设置于第一垫片和第二垫片之间，螺纹孔段内螺纹安装有带内孔的螺柱，该螺柱压紧第一垫片、爆破片和第二垫片。

作为一种优选的方案，设定该爆破片的承压直径为D，爆破片的材料的屈服强度为P₀，最大安全压强为P₁，爆破片厚度为H，承压受力为F，上述个参数需满足以下关系式：F＝P₁×S＝P₁×π×(D/2)²；H≤F/P₀/D。

作为一种优选的方案，所述第一泄压结构包括一个弹性爆破膜，所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，所述弹性爆破膜固定于连通孔内连通孔和导出口分隔，所述连通孔内位于弹性爆破膜的外侧安装有刺破结构，在内腔超过安全压力时该刺破结构与变形后的弹性爆破膜配合将弹性爆破膜刺破。

作为一种优选的方案，所述连通孔包括相互连通的大孔径的螺纹孔段以及小孔经的连接孔段，所述螺纹孔段与连接孔段之间形成定位台阶，所述螺纹孔段内安装有第一垫片和第二垫片，所述弹性爆破膜设置于第一垫片和第二垫片之间，螺纹孔段内螺纹安装有带内孔的螺柱，该螺柱压紧第一垫片、弹性爆破膜和第二垫片，所述刺破结构包括凸尖，该凸尖通过连接杆设置于螺柱的内孔内，该凸尖与弹性爆破膜之间存在安全变形间距。

作为一种优选的方案，所述第一泄压结构包括变形片，所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，该连通孔靠近导出口的内孔沿设置有沉槽，所述变形片设置于沉槽内且通过压紧螺帽压紧变形片外缘。

作为一种优选的方案，所述安全连接器还包括第二泄压结构，所述第一泄压结构安装于芯体上，所述第二泄压结构安装于壳体上。

作为一种优选的方案，所述壳体上设置有将内腔与壳体外部连通的安装螺孔，该安装螺孔内安装有螺套，所述第二泄压结构安装于螺套上。

作为一种优选的方案，所述第二泄压结构与第一泄压结构的结构相同。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该连接器的入口螺纹段安装于钢瓶的管道上，出料固定段则可固定安装有安全阀、压力表、压力传感器等，由于这些部件安装在出料固定段，因此，这些部件会挤触着芯体的挤触部，从而迫使弹性件压缩变形，外密封面和内密封面分离使连接器的导出口和进入口时刻保持连通，安全阀、压力表、压力传感器等器件时刻处于使用状态，这样，该连接器就处于常开状态，当需要更换校对压力表或压力传感器或安全阀时，此时，拆除这些部件后，对应的，这些部件挤压芯体的力消除，芯体就在弹性件的弹力以及天然气的压力下向导出口移动，从而芯体的外密封面和壳体的内密封面配合密封。而此时，若是及时安装压力表或压力传感器或安全阀，气瓶内部的压力不会有太多变化，若是因其它事情耽误了更换，此时连接器一直处于关闭状态，此时气瓶因各种外界原因(如外部气温过高)气瓶气压过大时，此时，设置于壳体上或者芯体上的第一泄压结构起作用，将连接器与外部环境连通，进而使气瓶与外界环境连通，从而达到了泄压效果，防止安全连接器内腔压力过大而爆炸。

又由于所述第一泄压结构包括一个爆破片，所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，所述爆破片固定于该连通孔内将连通孔和导出口分隔，该泄压结构简单合理，当气瓶内部压力过大而超过了安全压力时，爆破片就会破损泄压，从而达到了及时泄压的目的，提高了安全性能。

又由于所述第一泄压结构包括一个弹性爆破膜，所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，所述弹性爆破膜固定于连通孔内连通孔和导出口分隔，所述连通孔内位于弹性爆破膜的外侧安装有刺破结构，在内腔超过安全压力时该刺破结构与变形后的弹性爆破膜配合将弹性爆破膜刺破，该泄压结构利用弹性爆破膜的弹性变形来控制气瓶内部压力的变化范围，当弹性变形量足够大时就会被刺破结构刺破，从而达到泄压的目的，提高了安全性能。

又由于所述第一泄压结构包括变形片，所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，该连通孔靠近导出口的内孔沿设置有沉槽，所述变形片设置于沉槽内且通过压紧螺帽压紧变形片外缘。该泄压结构利用变形片的变形来泄压，当气瓶的压力超过最大安全压力，变形片内部受到的压力就会大于压紧螺帽所压紧外缘的压紧力，该变形片因变形而外缘与压紧螺帽分离，从而达到了泄压的目的，提高了安全性能。

又由于所述安全连接器还包括第二泄压结构，所述第一泄压结构安装于芯体上，所述第二泄压结构安装于壳体上，利用第一泄压结构和第二泄压结构进一步保证泄压及时性，可靠性更高，安全性能更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1的结构剖视图；

图2是本发明实施例2的结构剖视图；

图3是本发明实施例3的局部结构剖视图；

图4是本发明实施例4的局部结构剖视图；

附图中：1.壳体；2.入口螺纹段；3.出口固定段；4.进入口；5.导出口；6.芯体；7.上游端部；8.下游端部；9.弹性件；10.内腔；11.连接孔段；12.螺纹孔段；13.第一垫片；14.第二垫片；15.爆破片；16.螺柱；17.安装螺孔；18.螺套；19.刺破结构19；20.连接杆；21.变形片；22.压紧螺帽；23.弹性爆破膜。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中所描述的上游和下游是以连接器安装到气瓶后，天然气在连接器内的流动方向确定，流动上游侧为上游，流动下右侧为下游。

实施例1

如图1所示，一种天然气气瓶的安全连接器，包括壳体1，该壳体1的一端设置有入口螺纹段2，入口螺纹段2上设置有进入口4；壳体1的另一端设置有出口固定段3，出口固定段3上设置有导出口5，所述壳体1内设置连通进入口4和导出口5的内腔10，本实施例中，入口螺纹段2与壳体1的本体是为分体状，并通过螺纹连接紧固，当然，入口螺纹段2与壳体1的本体之间也可采用其他的连接方式，例如，一体成型又或者是焊接的方式。而入口螺纹段2为外螺纹，也可以为内螺纹，其主要是能与气瓶上的管道接口匹配即可。而出口固定段3是用来与安全阀、压力传感器、压力表等器件连接，因此，本发明出口固定段3采用的是内螺纹结构，方便安装。所述内腔10内滑动安装有芯体6，该芯体6靠近进入口4的端部与壳体1之间安装有弹性件9，该弹性件9采用压缩弹簧，所述芯体6的外部设置外密封面，壳体1的内腔10内壁设置有与外密封面配合的内密封面，所述芯体6的外密封面依靠弹性件9的弹力与壳体1的内密封面配合，该芯体6靠近导出口5的端面上设置有挤触部，该挤触部被安装于出口固定段3上的零件挤触使内、外密封面分离将进入口4和导出口5导通，所述壳体1上或者芯体6上安装有防止安全连接器内腔10压力过大而爆炸的第一泄压结构。

根据第一泄压结构的功能可以发现，其主要目的是在安全连接器的内部压力超过安全压力时泄压，因此，其设置位置可以是设置在芯体6上也可以是设置在壳体1上，本实施例是设置在芯体6上。

所述第一泄压结构包括一个爆破片15，所述芯体6靠近导出口5的端部设置有将内腔10和导出口5连通的连通孔，所述爆破片15固定于该连通孔内将连通孔和导出口5分隔，为了更方便的描述，将芯体6的两端分为上游端部7和下游端部8，上游端部7具有一个沉入孔，方便弹簧安装，而下游端部8则设置了所述连通孔。其中，所述连通孔包括相互连通的大孔径的螺纹孔段12以及小孔经的连接孔段11，所述螺纹孔段12与连接孔段11之间形成定位台阶，所述螺纹孔段12内安装有第一垫片13和第二垫片14，所述爆破片15设置于第一垫片13和第二垫片14之间，第一垫片13与定位台阶贴合定位，螺纹孔段12内螺纹安装有带内孔的螺柱16，该螺柱16压紧第一垫片13、爆破片15和第二垫片14。

其中，设定该爆破片15的承压直径为D，爆破片15的材料的屈服强度为P₀，最大安全压强为P₁，爆破片15厚度为H，承压受力为F，上述个参数需满足以下关系式：F＝P₁×S＝P₁×π×(D/2)²；H≤F/P₀/D。本实施例中，爆破片15选用铝片，该铝片的屈服强度P₀为80Mpa，铝片的承压直径D为5mm，而最大安全压强P₁为3Mpa,那么铝片截面承压受力F＝P₁×S＝P₁×π×(D/2)²＝58.90486125N，而铝片的厚度H最大值为0.147262153mm，也就是说，铝片的厚度只有小于等于该厚度才能在最大安全压强3Mpa的情况下爆破，若是该厚度超过H的最大值，则在3Mpa的压强下无法爆破，因此，根据上述公式即可得出最大安全压强与爆破片15的材质和厚度的关系，进而选择最优方案。

实施例2

本实施例中，所述安全连接器还包括第二泄压结构，所述第一泄压结构安装于芯体6上，所述第二泄压结构安装于壳体1上。当然，若是第一泄压结构安装于壳体1上，则第二泄压结构安装于芯体6上。

所述壳体1上设置有将内腔10与壳体1外部连通的安装螺孔17，该安装螺孔17内安装有螺套18，所述第二泄压结构安装于螺套18上。所述第二泄压结构与第一泄压结构的结构相同。当然，本发明中公开了三种泄压结构，那么第一泄压结构和第二泄压结构在这三种泄压结构中选择任一种或者任两种均可。而本实施例中，第一泄压结构和第二泄压结构相同且均采用了实施例1中的结构，只是，在实际的使用中，虽然第一泄压结构和第二泄压结构的结构相同，但是可以选择不同厚度爆破片15，那么就使第一泄压结构和第二泄压结构的安全泄压压力有高有低，这样起到了双重泄压效果，同时进一步提高了安全可靠性。

实施例3

本实施例中的基本结构与实施例1相同，只是第一泄压结构有所区别，本实施例中，所述第一泄压结构包括一个弹性爆破膜23，所述芯体6靠近导出口5的端部(即下游端部8)设置有将内腔10和导出口5连通的连通孔，所述弹性爆破膜23固定于连通孔内连通孔和导出口5分隔，所述连通孔内位于弹性爆破膜23的外侧安装有刺破结构19，在内腔10超过安全压力时该刺破结构19与变形后的弹性爆破膜23配合将弹性爆破膜23刺破。

而所述连通孔包括相互连通的大孔径的螺纹孔段12以及小孔经的连接孔段11，所述螺纹孔段12与连接孔段11之间形成定位台阶，所述螺纹孔段12内安装有第一垫片13和第二垫片14，所述弹性爆破膜23设置于第一垫片13和第二垫片14之间，螺纹孔段12内螺纹安装有带内孔的螺柱16，该螺柱16压紧第一垫片13、弹性爆破膜23和第二垫片14，所述刺破结构19包括凸尖，该凸尖通过连接杆20设置于螺柱16的内孔内，该凸尖与弹性爆破膜23之间存在安全变形间距，该凸尖可以采用圆锥凸尖或者棱锥凸尖，而连接杆20的数量至少为两根，优选为三个，三根连接杆20之间存在通道方便天然气通过，当气瓶内部压力增大时，弹性爆破膜23会发生弹性变形而向凸尖靠近，当压力增大到安全压力甚至超过安全压力时，弹性爆破膜23的变形量增大到与凸尖接触并产生足够的刺破压力，这样，弹性爆破膜23就会破裂，从而实现了泄压。

实施例4

本实施例与实施例1的基本结构相同，只是在第一泄压结构上有所区别。本实施例中，所述第一泄压结构包括变形片21，所述芯体6靠近导出口5的端部设置有将内腔10和导出口5连通的连通孔，该连通孔靠近导出口5的内孔沿设置有沉槽，所述变形片21设置于沉槽内且通过压紧螺帽22压紧变形片21外缘。压紧螺帽22的中心孔与连通孔连通，当变形片21发生变形后，就会摆脱压紧螺帽22的压紧状态从而泄压。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：包括壳体，该壳体的一端设置有入口螺纹段，入口螺纹段上设置有进入口，入口螺纹段与壳体的本体为分体状，并通过螺纹连接紧固；壳体的另一端设置有出口固定段，出口固定段上设置有导出口，所述壳体内设置连通进入口和导出口的内腔，所述内腔内滑动安装有芯体，该芯体靠近进入口的端部与壳体之间安装有弹性件，所述芯体的外部设置外密封面，壳体的内腔内壁设置有与外密封面配合的内密封面，所述芯体的外密封面依靠弹性件的弹力与壳体的内密封面配合，该芯体靠近导出口的端面上设置有挤触部，该挤触部被安装于出口固定段上的零件挤触使内、外密封面分离将进入口和导出口导通，所述芯体上安装有防止安全连接器内腔压力过大而爆炸的第一泄压结构；所述安全连接器还包括第二泄压结构，所述第一泄压结构安装于芯体上，所述第二泄压结构安装于壳体上；所述芯体靠近导出口的端部设置有将内腔和导出口连通的连通孔，所述第一泄压结构固定于该连通孔内。

2.如权利要求1所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述第一泄压结构包括一个爆破片，所述爆破片固定于该连通孔内将连通孔和导出口分隔。

3.如权利要求2所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述连通孔包括相互连通的大孔径的螺纹孔段以及小孔径的连接孔段，所述螺纹孔段与连接孔段之间形成定位台阶，所述螺纹孔段内安装有第一垫片和第二垫片，所述爆破片设置于第一垫片和第二垫片之间，螺纹孔段内螺纹安装有带内孔的螺柱，该螺柱压紧第一垫片、爆破片和第二垫片。

4.如权利要求3所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：设定该爆破片的承压直径为D，爆破片的材料的屈服强度为P₀，最大安全压强为P₁，爆破片厚度为H，承压受力为F，上述各参数需满足以下关系式：F＝P₁×S＝P₁×π×(D/2)²；H≤F/P₀/D。

5.如权利要求1所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述第一泄压结构包括一个弹性爆破膜，所述弹性爆破膜固定于连通孔内将连通孔和导出口分隔，所述连通孔内位于弹性爆破膜的外侧安装有刺破结构，在内腔压力超过安全压力时该刺破结构与变形后的弹性爆破膜配合将弹性爆破膜刺破。

6.如权利要求5所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述连通孔包括相互连通的大孔径的螺纹孔段以及小孔径的连接孔段，所述螺纹孔段与连接孔段之间形成定位台阶，所述螺纹孔段内安装有第一垫片和第二垫片，所述弹性爆破膜设置于第一垫片和第二垫片之间，螺纹孔段内螺纹安装有带内孔的螺柱，该螺柱压紧第一垫片、弹性爆破膜和第二垫片，所述刺破结构包括凸尖，该凸尖通过连接杆设置于螺柱的内孔内，该凸尖与弹性爆破膜之间存在安全变形间距。

7.如权利要求1所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述第一泄压结构包括变形片，该连通孔靠近导出口的内孔沿设置有沉槽，所述变形片设置于沉槽内且通过压紧螺帽压紧变形片外缘。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述壳体上设置有将内腔与壳体外部连通的安装螺孔，该安装螺孔内安装有螺套，所述第二泄压结构安装于螺套上。

9.如权利要求1至7任一项所述的一种天然气气瓶的安全连接器，其特征在于：所述第二泄压结构与第一泄压结构的结构相同。